بخشی از مقاله
چکیده
ورود مواد رنگی حاصل از فعالیت کارخانه های صنعتی در اکوسیستم های محیطی و به دنبال آن تجمع این مواد در بدن موجودات زنده یکی از فاجعه های زیست محیطی مناطق صنعتی به شمار می رود. جذب زیستی توسط میکروارگانیسم های بومی یکی از روش های مناسب برای حذف این مواد از خاک های آلوده و پساب های صنعتی این مناطق است. در این تحقیق 30 نمونه از پساب ها و خاک های مناطق مجاور این صنایع که به مدت طولانی در مجاورت مواد رنگی ناشی از صنایع نساجی استان زنجان قرار داشتند، جمع آوری شد. از سویه های باکتری های مختلف به دست آمده چهار سویه باکتری با اسامی FS3، FS9، FS12 و FS16 به عنوان قوی ترین سویه های تجزیه کننده ماده رنگی لیاپیست قرمز TH-630 موجود در این فاضلاب و خاکهای اطراف این صنایع تا حداکثر غلظت 0/5 درصد به محیط کشت MSM تعیین و بر اساس ویژگی های ریخت شناسی، بیوشیمیایی و مولکولی شناسایی ایزولهها انجام شد. باکتریها جداسازی شده از نوع کوکوسی و کوکوباسیل شناسایی شدند.
کلمات واژه: اسپکتروفتومتری، باکتریهای تجزیهکننده رنگ، زیست پالایی
مقدمه
امروزه مقادیر زیادی از آلایندهها به دلیل فعالیتهای بشری وارد محیطزیست می شوند. تجمع این ترکیبات آلی در محیط تهدیدی جدی برای سلامتی انسان، موجودات زنده، محیطزیست و اکوسیستمهای طبیعی است 1] و .[2 فاضلابهای صنایع نساجی از نظر کمی زیاد و از نظر کیفی بسیار آلوده و متغیر هستند. رنگهای مصرفی در واحدهای رنگزا یکی از مهمترین عوامل آلودگی در فاضلاب صنایع است. پسابهای نساجی شامل گستره وسیعی از رنگها و افزودنی های شیمیایی هستند که نگرانیهای زیستمحیطی فراوانی را در بردارند .[1]عموماً مواد رنگزا قابلیت تجزیهپذیری ندارند و به سهولت با اعمال روشهای رایج تصفیه پساب از بین نمیروند. این پسابها دارای ذرات معلق و همچنین دارای اکسیژن ﻻزم برای اکسیداسیون مواد قابل اکسیدشدن - COD - بالایی هستند که اگر بدون اعمال روش های تصفیه پساب وارد محیط شوند، بسیار مضر و خطرناک خواهند بود .[4]
به علت پیچیدگی و گوناگونی رنگزاهای مورداستفاده در صنایع رنگرزی انتخاب روشی مناسب که قادر به حذف کامل این مواد رنگزا باشد، بسیار مشکل است .[4] روشهایی که عمدتا برای تصفیه پسابهای رنگی استفاده میشود شامل فرآیندهای جذب سطحی، اکسیداسیون، انعقاد لخته سازی، روش های غشائی و روشهای بیولوژیکی هستند. فرآیندهای شیمیایی توانایی محدودی برای حذف این ترکیبات آلوده داشته و علاوه بر محدودیت این روشها، هزینه بالا و تولید مقادیر زیاد لجن فاضلاب باعث ایجاد آلودگیهای ثانویه میشود 3] و .[5 در طی سالهای اخیر حذف رنگ های نساجی و ترکیبات رنگی توسط باکتری ها موردتوجه فراوان قرارگرفته است. تصفیه بیولوژیکی روشی مؤثر و ارزان برای پالایش و آلودگی زدایی فاضلاب های آلوده به مواد رنگزا است .[7]
محققان مختلف نتیجه گرفتند که مواد رنگی در محیطهای طبیعی توسط میکروارگانیسمهای متنوعی از قبیل باکتری های هوازی، باکتری های بیهوازی و قارچها تغییر شکل مییابند. در مورد قارچها بایستی خاطر نشان کرد که به دلیل سیکل رشد طولانیمدت و قدرت رنگزدائی متوسط کاربرد آنها محدودتر است .[6] نتایج تحقیقات گذشته حاکی از آن است که حذف مواد رنگزا عمدتا توسط باکتریهای Corynebacterium sp.، Kocuria rosea، Proteus mirabilis و Pseudomonas luteola بوده که راندمان بالای 90 درصد نیز برای حذف این ترکیبات را نشان داده اند. باکتریهایی نظیر مورگانلا - Morganella - و اینتروباکتر - Enterobacter - نیز توانایی حذف مواد رنگزا را دارند 1] و .[7
تاکنون در مورد تجزیه زیستی پسابهای نساجی در مناطق صنعتی استان زنجان تحقیقی انجام نگرفته است. این پژوهش میکوشد تا باکتریهای تجزیهکننده پسابهای رنگی را از مناطق مستعد شناسایی و پس از استخراج آنها با ایجاد شرایط بهینه برای تکثیر مناطق آلودهشده به این پسابها را در استان زنجان پاکسازی نماید؛ بنابراین هدف از این تحقیق بررسی حذف ماده خمیر رنگزای لیاپیست قرمز TH-630 - محصول شرکت بسپارلیا - از فاضلاب سینتیک و خاک های اطراف آن توسط باکتریهای جداسازی شده از پساب کارخانه نساجی استان زنجان است.
مواد و روشها روش نمونهبرداری
نمونهها در دو قسمت شامل پساب خروجی کارخانهها و خاک های اطراف این پسابها که مدتزمان زیادی در معرض این ترکیبات قرار داشتهاند جمعآوری شد. نمونهها در ظرفهای پلاستیکی درب دار استریل جمعآوری و با حفظ شرایط دمایی به آزمایشگاه منتقل گردید. نمونهها از سه منطقه کارخانه نساجی انجام گرفت. از هر منطقه پنج نمونه پساب و پنج نمونه خاک جمعآوری شد. نمونهها پس از انتقال به آزمایشگاه باهم مخلوط گردیده و به نسبت مساوی از مخلوط خاک و پساب و توسط سرم نمکی فیزیولوژیک 9 درصد به حجم 1000 میلی لیتر رسید.
روش غنیسازی و رقت سازی
نمونههای مخلوط شده در شرایط دمایی 28 درجه سانتیگراد با دور 180 دور دقیقه در دستگاه انکوباسیون به مدت 36 ساعت انکوبه شد و پس از این مرحله از سوسپانسیون تهیهشده برای هر منطقه به ترتیب رقت 10-1 تا 10-5 به کمک سرم فیزیولوژیک تهیه شد.
روش کشت نمونهها
مواد و ترکیبهای مورداستفاده در این مقاله با خلوص تجزیهایی مناسب از شرکتهای معتبر خریداری شد. رنگ مصرفشده محصول شرکت بسپارلیا و با نام لیاپیست قرمز TH- 630 تهیه گردید. نمونهها در رقتهای 10-3 و 10-5 در محیط کشت MSM - شامل نمکهای معدنی - محتوی 0/1 درصد رنگ در pH = 7 کشت داده شد. محیط کشت آمادهشده در دمای 28 درجه سانتیگراد به مدت 72 ساعت در شیکر انکوباتور با دور 180 دور در دقیقه قرار داده شد؛ پسازاین مرحله بهمنظور افزایش تطابقپذیری - Adaptation - باکتریها و همچنین ایجاد بیشترین تنش ممکن، برای انتخاب قویترین سویه تجزیهکننده، به ترتیب از غلظت 0/1 تا 1 درصد در فواصل برابر 0/1 ادامه یافت.
روش جداسازی باکتریها
نمونههای حاوی سلولهای باکتری انتخابشده و به محیط کشت MSM و آگار غنیشده با درصدهای مختلف رنگ؛ جهت جداسازی باکتریهای توانمند در تجزیه رنگ، بهصورت کشت گسترده منتقل گشت. این نمونهها به مدت 72 ساعت درون انکوباتور با دمای 28 درجه سانتی گراد قرار داده شدند. باکترهای رشد کرده در محیط کشت گسترده بر اساس خصوصیات مورفولوژیک، تفکیکشده و جهت ایجاد تک کلنی های خالص بهطور جداگانه و به روش کشت خطی، بر روی محیط کشت مشابه منتقل شدند و همزمان با کشت خطی بر روی محیط MSM جامد و رنگ، بر روی محیط مغذی NAS - نوترینت آگار + ساکارز - بدون رنگ نیز جهت مانیتورینگ کشت انجام گرفت. استخراج ژنوم باکتریهای شناساییشده و تکثیر توسط دستگاه PCR و مشاهده محصولهای تکثیری توسط الکتروفورز انجام شد. نتایج توالی یابی به کمک نرمافزارهای بیوانفورماتیکی Chromas، Editseq و Blast انجام گرفت و توالی های موجود در بانک اطلاعاتی NCBI ثبت گردید.
نتایج و بحث رنگآمیزی گرم
یکی از متداولترین روش های رنگآمیزی در میکروبیولوژی برمبنای حفظ رنگ اول، بر اساس ساختمان دیواره سلولی است که در این مطالعه باکتریهای موردنظر پس از طی مراحل رنگآمیزی به رنگ قرمز درآمدند که بیانگر گرم منفی بودن آنها است. نتایج مطالعات میکروسکوپی باکتریهای رنگآمیزی شده مؤید شکل کوکوسی و کوکوباسیل بود.
اندازهگیری حذف رنگ
